ответы на вопросы к экзамену по дисцеплине: "Информатика".

1. информационная система- информационная система есть совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией.

Банк данных является разновидностью ИС, в которой реализованы функции централизованного хранения и накопления обрабатываемой информации, организованной в одну или несколько баз данных.Банк данных в общем случае состоит из следующих компонентов: базы данных, системы управления базами данных, словаря данных, администратора, вычислительной системы и обслуживающего персонала.

Архитектура «Клиент-сервер». Эффективность функционирования информационной системы во многом зависит от ее архитектуры. В настоящее время перспективной является архитектура клиент-сервер. Она предполагает наличие компьютерной сети и распределенной базы данных, включающей корпоративную базу данных и персональные базы данных. Корпоративная БД размещается на компьютере-сервере, персональные БД размещаются на компьютерах сотрудников подразделений, являющихся клиентами корпоративной БД.

Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом. Клиентом - компьютер (программа), использующий этот ресурс. В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, к примеру, базы данных, файловые системы, службы печати, почтовые службы. Тип сервера определяется видом ресурса, которым он управляет.Достоинством организации ИС по архитектуре клиент-сервер является удачное сочетание централизованного хранения, обслуживания и коллективного доступа к общей корпоративной информации с индивидуальной работой пользователей над персональной информацией. Архитектура клиент-сервер допускает различные варианты реализации. файл-сервера В таких ИС по запросам пользователей файлы БД передаются на ПК, где и производится их обработка. Недостатком передаются избыточные данные: вне зависимости от того сколько записей из базы данных требуется пользователю, файлы базы данных передаются целиком.При архитектуре клиент-сервер сервер базы данных обеспечивает выполнение основного объема обработки данных. Сервер базы данных выполняет поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. достоинством такого подхода в сравнении с предыдущим является заметно меньший объем передаваемых данных.

2. База данных – совокупность специальным образом организованных данных хранящихся в памяти вычислительной системы и отображающий состояния объекта и их взаимосвязей в расматриваемой предметной области.

Свойства БД: Многоразовое использование: одни и те же данные могут использоваться многими пользователями; Простота обновления – возможность внесения изменений в базу с минимальными затратами; Быстрый поиск и получение необходимой информации по запросу; Уменьшение избыточности – новые задачи должны получать данные из существующей базы, а не путем их повторного ввода; Защита от несанкционированного доступа к данным; Максимальная независимость от прикладных программ: изменения в структуре БД не должны, по возможности, приводить к перезаписи пакета программ; Защита от уничтожения и искажения информации (некомпетентного пользователя, злоумышленных действий, сбоев и конфликтных ситуаций).

Под информационным объектом понимается некоторая сущность фрагмента действительности, которая четко проявляет свое поведение. Например организация, документ, сотрудник, место, событие и т.д.

связи между объектами- так называемые отношения между объектами. например объект и учебное заведение охвачены связью учёба. При этом связи могут быть двух типов – иерархические, или структурные (владелец – подчиненный) и одноуровневые, например, родственная связь «Брат-сестра» между двумя экземплярами объекта типа «Лицо» (в отличие от иерархической родственной связи – «Отец-сын»).

Атрибут-каждая отдельная характеристика общая для всех возможных объектов. для каждого экземпляра атрибут принимает определённое значение.

Концептуальная модель. Модель объектов с описывающими их атрибутами и взаимосвязями между ними называется концептуальной моделью. Эта модель представляет объекты и их взаимосвязи без указания способа их физического хранения.

3. Связи по признаку множественности могут быть четырех типов – «один-к-одному», «один-ко-многим», «много-ко-многим», «много-к-одному». Связь один-к-одному (1:1) существует, когда один экземпляр одного объекта связан с единственным экземпляром другого. Связь уникальна слева направо, так и справа налево. Связь один-ко-многим (1:М) существует, когда один экземпляр первого объекта связан с одним (или более) экземпляром второго объекта, но каждый экземпляр второго объекта связан только с одним экземпляром первого. Связь уникальна справа налево. Связь много-ко-многим (М:М) существут, когда один экземпляр первого объекта связан с один или большим количеством экземпляров второго и каждый экземпляр второго с одним или многими экземплярами первого. Отношение «много-к-одному» (М:1) схоже с отношение «один-ко-многим». Связь является уникальной лишь слева направо.

4. Традиционной формой организации БД, обеспечивающей независимость данных от всех изменений, является трехуровневая структура:

Логическая структура данных прикладного программиста (подсхема);

Общая логическая структура данных (схем);

Физическая структур данных.

На концептуальном уровне выполняется концептуальное проектирование БД. Оно включает анализ информационных потребностей пользователей и определение нужных им элементов данных.

Результатом концептуального проектирования является концептуальная схема, единое логическое описание всех элементов данных и отношений между ними. Затем концептуальная модель данных транслируется в модель, совместимую с СУБД – логическую модель.

Пользователям выделяются подмножества этой логической модели, называемые внешними моделями, отражающие их представления. Внешние модели отражают представления, которые пользователи получают на основе логической модели, а концептуальные требования отражают представления, которые пользователи первоначально «желали иметь» и которые легли в основу разработки концептуальной модели.

Логическая модель отображается в физическую модель, расположенную на магнитном носителе. Физическая модель – это «каркас БД». При ее разработке учитываются распределение записей на диске, размер буфера, характеристики ввода/вывода.

С одной стороны внешние модели, т.е. прикладные программы не подвержены изменениям физической памяти и методов доступа к БД. Это первый уровень независимости данных (физическая независимость).

С другой стороны, если концептуальная модель спроектирована с учетом расширения требований, то вносимые в нее изменения не должны оказывать влияния на существующие внешние (ПП). Это – второй уровень независимости данных (логическая независимость).

5. Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру, иными словами, описываются некоторой моделью представления данных, поддерживаемой СУБД. К числу классических относятся следующие модели данных: иерархическая; сетевая; реляционная.

Кроме того, в последние годы появились и стали более активно внедряться на практике следующие модели данных: постреляционная; многомерная; объектно-ориентированная.

Иерархическая: схематично можно описать в виде направленного графа (дерева).

Самая высокая вершина называется корень. Остальные вершины, находящиеся на нижних уровнях называются подчиненными.

узлы-объекты, дуга- связи между узлами. характерна подчинённость объектов нижнего объектамверхнего. Взаимосвязь между главным и подчиненными объектами устанавливается типом «один-комногим».

К достоинствам иерархической модели данных относятся: эффективное использование памяти ЭВМ; неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными.

Недостатками иерархической модели являются: ее громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями; сложность понимания для обычного пользователя.

Сетевая: Сетевая модель позволяет отображать разнообразные взаимосвязи элементов данных в виде произвольного графа (см рис.8.5). В сетевой модели понятие главного и подчиненных объектов иное, чем в иерархической модели: любой объект здесь может быть и главным, и подчиненным; каждый объект может участвовать в любом количестве взаимосвязей. Данные представляются при помощи записей и связей. Запись (объект) в сетевой модели может иметь множество как подчиненных ей записей, так и записей, которым она сама подчинена.

Достоинство сетевой модели данных – возможность эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности.

Недостатки сетевой модели данных: высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе; сложность для понимания и выполнения обработки информации в БД обычным пользователем.

6. Реляционная модель данных предполагает, что данные представляются одним способом, а именно в виде таблицы. Каждая строка в таблице содержит информацию, относящуюся к конкретному экземпляру объекта. Эта информация представляет собой набор фактов, при этом в столбце (называемым также атрибутом или полем) содержится конкретный факт. Основными понятиями реляционных баз данных являются тип данных, домен, атрибут, кортеж, первичный ключ и отношение.

Тип данных. Понятие тип данных в реляционной модели данных полностью адекватно понятию типа данных в языках программирования, обычно в БД допускается хранении символьных, числовых данных, специализированных числовых данных (как «деньги»), а также специальных «темпоральных» данных (дата, время, временной интервал).

Домен. Допустимые значения атрибутов.

Атрибут. Столбцы таблицы, называемые полями БД, соответствуют атрибутам экземпляров объекта. Атрибут – столбец таблицы. Название столбца – имя атрибута

Кортеж. Строки таблицы, представляющие собой различные сочетания значений полей из доменов, называются кортежами (в обиходе просто записями) БД и соответствуют экземплярам объектов предметной области.

Ключ- (ключевое поле) атрибут объекта который идентифицирует (определяет) конкретный экземпляр объекта в таблице.

В тех случаях, когда конкретную запись таблицы идентифицирует значение не одного поля, а совокупность значений нескольких полей, тогда все эти поля считаются ключевыми, а ключ таблицы является составным.

В некоторых таблица роль ключа могут играть сразу несколько полей или групп полей. Такие ключи называются потенциальными. В этих случаях один из ключей объявляется первичным.

Отношения-связи между экземплярами объектов устанавливаются через введение в таблицах дополнительных полей, которые дублируют ключевые поля связанной таблицы. Такие поля, дублирующие ключи связанной таблицы, называются внешними ключами.

7. Реляционная модель данных предполагает, что данные представляются одним способом, а именно в виде таблицы. Каждая строка в таблице содержит информацию, относящуюся к конкретному экземпляру объекта. Эта информация представляет собой набор фактов, при этом в столбце (называемым также атрибутом или полем) содержится конкретный факт. Основными понятиями реляционных баз данных являются тип данных, домен, атрибут, кортеж, первичный ключ и отношение.

Фундаментальные свойства отношений:

Отсутствие кортежей дубликатов (данное требование реализуется не через требование совпадения значений одновременно по всем полям, а лишь по полям первичных ключей

Отсутствие полей с множественным характером значений атрибута. Это следует из определения домена как потенциального множества значений простого типа данных, т.е. среди значений домена не могут содержаться множества значений. Принято говорить, что в реляционной БД допускаются только нормализованные отношения или отношения в первой нормальной форме (1НФ).

Требование целостности ссылок заключается в том, что для любого кортежа-записи с конкретными значениями внешнего ключа должен обязательно существовать кортеж связанной таблицы-отношения с соответствующим значением первичного ключа.

Теоретико-множественный характер реляционных – отношений требует также отсутствия упорядоченности кортежей и отсутствие упорядоченности полей – атрибутов.

8. Функциональные зависимости (ФЗ) накладывают дополнительные ограничения на реляционную схему. Основная идея состоит в том, что значение одного атрибута в кортеже однозначно определяет значение другого атрибута. В таблице Работник Код работника однозначно определяет ФИО, Тип специальности. Эти функциональные зависимости записываются так:

ФЗ: Код работника → ФИО; Код работника → Тип специальности

Символ → читается «функционально определяет»

Атрибут в левой части ФЗ называется детерминантом, т.к. его значение определяет значение атрибута в правой части. Ключ таблицы является детерминантом, т.к. его значение однозначно определяет значение каждого атрибута таблицы.

9. Нормализация – это процесс уменьшения избыточности информации в БД с целью получения наиболее эффективных и гибких способов хранения данных. Нормализация отношений представляет собой структурный метод ликвидации избыточности и несогласованности. При проектировании реляционной БД необходимо создать наиболее эффективную структуру данных, которая должна обеспечить: быстрый доступ к данным БД; исключить ненужное повторение данных, целостность данных: при изменении одних объектов изменяются связанные с ними объекты.

10. избыточность данных в кортежах повторяются данные приводит не только к потере лишнего места, может вызвать нарушение целостности данных.

Аномалия обновления. Противоречивость данных, вызванная избыточностью и частичным обновлением. Проблема возникает из-за того, что один и тот же работник может работать более чем на одном здании. Предположим, что специальность Сидорова была указана неправильно, а исправление было введено только в первый кортеж. Тогда между кортежами, содержащими информацию о Сидорове, возникнет несоответствие

Аномалия удаления. Непреднамеренная потеря данных, вызванная удалением других данных. Теперь предположим, что Сидоров в течение 3-х месяцев был на больничном, и все здания, на которые он был назначен работать, уже закончены. Если принимается решение удалить все строки о законченных зданиях из таблицы, то информация о рабочем Сидорове будет потеряна. Это называется аномалией удаления.

Аномалия ввода. Невозможность ввести данные в таблицу, вызванная отсутствием других данных.

Обратный случай: могли нанять нового работника по имени Королев, которого еще не успели назначить ни на какое здание. Если мы не допускаем пустых значений, то не можем ввести информацию о Королеве в БД.

11. Первая нормальная форма. Реляционная таблица находится в первой нормальной форме (1НФ), если значения в таблице являются атомарными для каждого атрибута таблицы. Это означает, что никакое значение атрибута не может быть множеством значений или, как иногда говорят повторяющейся группой.

12. Вторая нормальная форма. во второй если находится в первой и каждый не ключевой атрибут зависит от первичного ключа.

13. Третья нормальная форма. отсутствуют транзетивные зависимости и все не ключевые атрибуты зависят от первичного ключа. Недостатки таблицы, не удовлетворяющей 3НФ:

-размер премиальных для типа специальности повторяется в каждой строке, относящейся к работнику этой специальности. Это избыточные данные, занимающие лишнее место;

-если размер премиальных изменится, то требуется обновить каждую такую строку. Если строка удаляется, мы можем потерять информацию о размере премиальных для данной специальности. Т.о. таблица подвержена аномалиям обновления и удаления;

-если в какой-то момент времени отсутствуют работники данной специальности, то может не оказаться строки, в которой можно хранить размер премиальных. Это аномалия ввода

14. СУБД – совокупность программных и языковых средств общего и специализированного назначения, необходимых для создания БД на машинных носителях, поддержания их в актуальном состоянии и организации доступа к ним различных пользователей в условиях принятой технологии обработки данных.

Организация и поддержание логической структуры данных. Обеспечивается средствами модели организации данных. Известны три основные модели организации данных: иерархическая, сетевая и реляционная. (Модель данных определяется способом организации данных, ограничениями целостности, множеством операций, допустимых над объектами организации данных);

Организация и поддержание физической структуры данных во внешней памяти (организация и поддержание внутренней структуры файлов БД, иногда называемой форматом файлов БД, а также создание и поддержание специальных структур (индексы, страницы) для эффективного и упорядоченного доступа к данным. Организация и поддержание физической структуры данных во внешней памяти может производиться как на уровне штатных средств файловых систем, так и на уровне непосредственного управления СУБД устройствами внешней памяти. Организация доступа к данным и их обработка в оперативной и внешней памяти осуществляется через реализацию процессов, получивших название транзакций. Транзакцией называют последовательную совокупность операций, имеющую отдельное смысловое значение по отношению к текущему состоянию БД.

Управление буферами оперативной памяти. Непосредственная обработка и доступ в большинстве СУБД осуществляется через организацию в оперативной памяти штатными средствами ОС или собственными средствами системы буферов оперативной памяти, куда на время обработки и доступа помещаются отдельные компоненты файла БД (страницы).

Важная функция с точки организации доступа и обработки данных – журнализация всех текущих изменений БД. Журнализация представляет собой основное средство обеспечения сохранности данных при всевозможных сбоях и нарушениях данных.

Поддержка языков БД

15. Microsoft Access- это система управления базой данных, построенная на основе реляционных моделей и ориентирована на 32-разрядные микропроцессоры. Первая версия Access появилась в 1992 г. Microsoft Access считается самой популярной системой управления БД.

Можно выделить следующие основные объекты:

Таблица – основной объект БД. Создаются таблицы пользователем для хранения информации о предметах или субъектах в определенной структуре. Из таблиц пользователи получают нужную им информацию. Любая таблица состоит из полей (столбцов) и записей (строк);

Форма – объект, используемый для разработки интерфейса, при помощи которого выполняется ввод данных пользователем, просмотр и редактирования БД.

Запросы – производный от таблицы объект БД, с помощью которого пользователи получают нужную информацию из таблиц. При помощи запросов можно создавать выборки данных, добавлять или удалять информацию в определенной таблице, а также создавать новые таблицы на основании данных одной таблицы или нескольких существующих таблиц.

Отчеты содержит сжатую форматированную информацию, полученную на основании БД по заданному формату. При этом выполняется обработка по заданному алгоритму для получения соответствующих степеней итогов и печатание отчета.

Макрос – способ структурированного описания одного или нескольких действий, которые автоматически выполняются в ответ на определенное действие.

Модуль – программы на языке Visual Basic, с помощью которых определенный процесс разбивается на несколько небольших процедур.

16. Режим таблицы

По умолчанию активен режим таблицы, который позволяет сразу начать ввод данных в таблицу. Новое поле создается автоматически при вводе данных в самый правый столбец таблицы – Добавить поле

вкладка Режим таблицы, С их помощью можно добавлять, удалять, переименовывать поля таблицы, задавать им тип данных и формат отображения, устанавливать связи между таблицами.

Режим конструктора.

Данный режим применяется для создания и изменения структуры таблицы. Структура таблицы включает такие понятия как имя поля, тип поля и свойства поля. Для перехода в данный режим необходимо нажать кнопку Режим на панели Режимы вкладки Режим таблицы и выбрать пункт Конструктор. В режиме конструктора вкладка Режим таблицы заменяется вкладкой Конструктор. Сама таблица теперь отображается не как набор записей с данными, а как список полей . Окно Конструктора таблиц является графическим бланком для создания и редактирования структуры таблиц. В верхней части окна находятся в виде таблицы компоненты для описания логической структуры: Имя поля, Тип данных, Описание.

Тип данных

В графе Тип данных кнопкой ▼(кнопка выбора типа поля) раскрывается список и выбирается нужное значение. Допускаются следующие типы данных:

Текстовый – текстовая информация; до 255 символов

Числовой – числовые данные, которые участвуют в математических вычислениях.

Денежный – значения валют. Применяются для предотвращения округлений во время вычислений.

Поле Memo – длинный текст или число, например описание; до 64 000 символов

Дата/время – даты и время.

Счетчик при добавлении записей автоматически вставляется последовательность чисел, которые отличаются на 1 или несколько случайных чисел.

Логический – да/нет.

Поле объекта OLE – объекты, которые созданы в других программах (Word, Excel, рисунки, звуки).

Гиперссылка - адрес ссылки (путь) на документ или файл, находящийся в WWW, интрасети, LAN или локальном компьютере.

Мастер подстановок – создает поле, которое позволяет выбрать значение из другой таблицы или списка значений

Свойства полей:

Размер поля – задает максимальное число символов для ввода данных в поле.

Новые значения – определяет способ увеличения значения поля счетчик при добавлении в таблицу новых данных.

Формат поля – задает формат вывода значений этого поля.

Число десятичных знаков – определяет число десятичных знаков при отражении числа.

Маска ввода – задает маску ввода, которая облегчает ввод данных.

Подпись – определяет текст в качестве подписи ввода.

Значение по умолчанию – задается значение, по которому оно автоматически вводится в поле при создании новой записи.

Условие по значению – определяет требования к данным, которые вводятся в поле.

Сообщение об ошибке – позволяет указать текст сообщения, которое выводится на экран, когда нарушено условие ввода данных, определенное в свойстве «Условие по значению».

Обязательное поле – указывает, требует ли поле обязательного ввода значения.

Пустые строки – определяет, допускается ли ввод в это поле пустых строк (“ “).

Индексированное поле – определяет индекс, который создается по одному полю.

17. Сортировка и фильтрация данных

На вкладке Главная имеется панель Сортировка и фильтр кнопки которой позволяют выполнить в текущей таблице операции сортировки и фильтрации записей.

Сортировка данных

По умолчанию записи в таблицах представлены в том порядке, в котором были введены. Чтобы изменить отображаемый порядок следования записей, можно воспользоваться возможностями сортировки.

Для сортировки записей в таблице по возрастанию или убыванию значений определенного столбца этот столбец сначала необходимо выделить, затем нажать кнопку Сортировка по возрастанию или по убыванию на панели Сортировка и фильтр вкладки Главная.

Фильтрация данных

Фильтр представляет собой набор условий, применяемых для отбора подмножества записей. Операция фильтрации осуществляется в режиме открытой таблицы. Результатом фильтрации является «показ» (отображение в открытой таблице или форме) только отфильтрованных записей с временным «скрытием» всех остальных записей. При этом остальные записи физически никуда не перемещаются, не удаляются и вновь отображаются в открытой таблице после «снятия» фильтра.

Набор условий, определяющих фильтр, представляет выражение. Под выражением понимается структура, подобная обычному математическому выражению. Аргументами выражения могут быть числа, дата, текст, имена полей, которые соединяются знаками математических операций, неравенств (+, -, /, >, <, =) и логических операций (AND, OR, NOT). При этом текстовые значения и аргументы заключаются в кавычки («Иванов»), даты в символы # (#01.01.98#).

Чтобы задать режим вывода только тех записей, в которых в определенном поле присутствует некоторое значение, например фамилии на заданную букву, следует выделить эту часть поля и воспользоваться режимом Фильтр по выделенному.

Чтобы изменить режим фильтрации нужно воспользоваться кнопкой Дополнительно, которая позволяет изменить фильтр текущего поля или удалить все фильтры таблицы.

18. Создание связей между таблицами.

MS Access устанавливает постоянные взаимосвязи между таблицами, участвующими при создании форм, запросов и отчетов. Поля, с помощью которых устанавливаются постоянные взаимосвязи между таблицами, могут иметь разные имена, однако лучше использовать совпадающие имена. Связь между таблицами осуществляется на основе значений совпадающих полей. При этом одна из таблиц считается главной, а другая – связанной. Главная – это та таблица, которая участвует в связи своим ключевым полем.

Алгоритм определения связей между таблицами:

Все открытые таблицы закрыть.

Переключиться в окно БД.

На панели инструментов нажать кнопку «Схема данных» на панели Показать или скрыть вкладки Работа с базами данных, связи создаются в окне диалога Схема данных.

Если в БД не определены связи, то на экране появится окно Добавление таблицы. Если на экране этого окна нет, а связи нужно определить, то на панели инструментов следует нажать кнопку Добавить таблицу.

Дважды щелкнуть мышью по именам таблиц, для которых необходимо установить связи. Закрыть окно диалога Добавление таблиц.

Установить связь между полями путем выбора поля в одной таблице и «перетягивания» его на соответствующее поле в другую таблицу. Связываемые поля должны быть одинакового типа данных и иметь содержание одного типа.

В окне диалога Связи проверить имена, которые представлены в двух колонках.

Для создания связей нажать копку Создать.

В окне диалога Связи включение флажка Обеспечение условия целостности данных позволяет защититься от случаев удаления записей из одной таблицы, при которых связанные с ними данные других таблиц останутся без связи.

Целостность данных означает систему правил, используемых в Microsoft Access для поддержания связей между записями в связанных таблицах, а также обеспечивающих защиту от случайного удаления или изменения связанных данных.

Установить целостность данных можно, если выполнены следующие условия. Связанное поле главной таблицы является ключевым полем Связанные поля имеют один тип данных Обе таблицы принадлежат одной БД.

При работе с данными после установки их целостности необходимо пользоваться следующими правилами: В поле внешнего ключа связанной таблицы нельзя ввести значение, которое не удерживается в ключевом поле главной таблицы; Из главной таблицы не допускается удаление записи, если в подчиненной таблице существуют связанные с ней записи; Невозможно изменить значение ключевого поля в главной таблице, если существуют записи, которые с ней связаны.

Установка флажка «Обеспечение целостности данных» обеспечивает вывод на экран предупреждения и невыполнение действий, которые нарушают одно из перечисленных правил

Каскадные операции. Для отношений, в которых проверяется целостность данных, пользователь имеет возможность указать, следует ли автоматически выполнять для связанных записей операции каскадного обновления и каскадного удаления. Если включить данные параметры, станут возможными операции удаления и обновления, которые в противном случае запрещены условиями целостности данных. Чтобы обеспечить целостность данных при удалении записей или изменении значения первичного ключа в главной таблице, автоматически вносятся необходимые изменения в связанные таблицы.

Если при определении отношения установить флажок Каскадное обновление связанных полей, любое изменение значения первичного ключа главной таблицы приведет к автоматическому обновлению соответствующих значений во всех связанных записях. Например, при изменении номера учебной группы в таблице «Группы» будет автоматически обновлено поле «Учебная группа» во всех записях таблицы «Список студентов», поэтому целостность данных не будет нарушена. Microsoft Access выполнит каскадное обновление без ввода предупреждающих сообщений.Примечание. Если в главной таблице ключевым полем является поле счетчика, то установка флажка Каскадное обновление связанных полей не приведет к каким-либо результатам, так как изменить значение поля счетчика невозможно.

Если при определении отношения установить флажок Каскадное удаление связанных записей, то любое удаление записи в главной таблице приведет к автоматическому удалению связанных записей в подчиненной таблице. Например, при удалении из таблицы «Группы» записи с конкретной группой будут автоматически удалены все связанные записи в таблице «Список студентов».

19. Формы.

Понятие форма в БД означает структурированное окно, экранное поле либо независимый элемент интерфейса с заранее установленными областями для ввода либо изменения информации; визуальный шаблон, который упорядочивает предоставляемые формой данные, что позволяет лучше их организовать и просматривать.

Создавая форму в БД, разработчик может преследовать несколько целей:Отображение и изменение данных. Ввод данных. Речь идет о вводе новых данных в таблицу. При этом ввод будет выполняться пользователем в том формате, который задан разработчиком. Другими словами, пользователь может вводить значения только для тех полей, которые представлены в форме. Печать. Хотя для печати предусмотрены отчеты, формы тоже можно печатать. Сообщения. Дополнительная возможность использования форм заключается в создании с их помощью различных сообщений, отображаемых впоследствии в той или иной ситуации для облегчения работы пользователя. В таком виде формы используются в приложениях.

Источником данных для форм служат записи таблицы или запроса. Основными режимами создания любой формы являются Конструктор и Мастер форм, но на панели инструментов Формы вкладки Создание предусмотрены также варианты автоматического создания форм различного вида

Основные виды форм следующие:

Многостраничная (в столбец) – поля записи выводятся в один столбец. При этом в один и тот же момент времени в форме отображается содержимое одной записи.

Ленточная – все поля записи выводятся в одну строку, при этом в форме отображаются все записи.

Табличная – отображение записей осуществляется в режиме таблицы.

Способы создания формы:

1. Средство Форма. Указать перед выбором команды источник данных. Все поля источника размещаются в форме. Готовая многостраничная форма открывается в режиме макета.

2. Средство Несколько элементов. Указать перед выбором команды источник данных. В результате создается табличная форма.

3. Средство Разделенная форма. Указать перед выбором команды источник данных. В готовой форме присутствует таблица и собственно форма.

4. Средство Мастер форм. Находится в списке, открывающемся щелчком по кнопке Другие формы. Позволяет создавать формы на основе нескольких источников данных.

5. Средство Пустая форма. Создание форму с «нуля».

Редактирование структуры формы, созданной любым способом, выполняется в режимах Макета и Конструктора.

Структура формы

Форма имеет три основных раздела область заголовка, область данных и область примечания. Линии, разделяющие разделы, перетаскиваются по вертикали с помощью мыши. Разделы заголовка и примечания имеют чисто оформительское значение (их содержимое напрямую не связано с таблицей или запросом, на котором основана форма).

Раздел данных имеет содержательное значение – в нем представлены элементы управления, с помощью которых выполняется отображение данных или их ввод.

Элементы управления формы Связь между формой и записями таблицы осуществляют элементы управления (графические объекты), позволяющие отображать и просматривать данные, производить с ними различные действия.

Элементы управления, используемые в форме, могут быть: присоединенными; свободными.

Присоединенные элементы управления – это элементы управления, для которых источником данных служит поле таблицы или запроса. Они используются для отображения значений из полей базы данных. Это могут быть текстовые, числовые, логические данные, значения даты или времени, а также рисунки и диаграммы. Типичным примером присоединенного элемента управления является текстовое поле. Например, источником информации для текстового поля формы. В котором указывается фамилия студента, может быть поле Фамилия таблицы Список студентов.

Свободные элементы управления - это элементы управления, не связанные с источником данных. Они используются для вывода на экран текста, линий, прямоугольников и рисунков. Примером свободного элемента управления является подпись, в которой отображается заголовок формы «Успеваемость»

20. СУБД Access. Общее понятие об SQL и QBE.

В Access параллельно используются два языка для создания запросов:

Графический язык (позволяет создавать запросы по образцу) QBE (Query By Example);

Структурированный язык запросов SQL (Structured Query Language).

Запрос по образцу формируется путем заполнения бланка в окне Конструктора запросов.

SQL запросы составляются из последовательности SQL- инструкций, которые задают, что надо делать с входным набором данных для генерации выходного набора (см. рис.8.30). Работа с SQL запросами рассчитана на специалиста-программиста. Пользователю не приходится, как правило, обращаться к языку SQL напрямую.

Пользователь Access создает запрос, используя бланк QBE. При этом система автоматически переводит выражения, содержащиеся в бланке запроса по образцу, в последовательность инструкций языка SQL. Пользователь может просматривать текст SQL и редактировать его в «окне SQL».

21. Запросы

представляют предписание на специальном языке (языке БД) для обработки данных. Они используются для выделения, обновления и добавления новых записей. Чаще запросы используются для выборки специальных групп записей, удовлетворяющих специальному критерию. Запросы можно использовать для получения данных из различных таблиц, представляющих связанные данные.

В Access запрос можно открыть в трех режимах: Режим Конструктора открывает бланк QBE для создания запроса; Режим SQL открывает «Окно SQL», в котором содержится текст инструкции SQL; Режим таблицы открывает результат выполнения запроса. Access размещает результат действия запроса в динамическую таблицу, структура которой сохраняется в файле БД.

Создание запросов с использованием графического языка

Для того чтобы создать запрос с «нуля» нужно выбрать режим Конструктор для этого нажать кнопку Конструктор запросов на панели Другие вкладки Создание. Появится диалоговое окно Добавление таблицы. Выбрать таблицы, из которых будут выбираться данные. Access размещает списки полей отобранных таблиц в верхней части бланка Запроса на выборку и указывает связи между ними с указанием мощности отношений.

В нижней части бланка находятся строки, определяющие структуру запроса, то есть структуру результирующей таблицы, в которой будут содержаться данные, полученные по результатам запроса.

Строку Поле заполняют перетаскиванием названий полей из таблиц в верхней части бланка. Каждому полю будущей результирующей таблицы соответствует один столбец бланка запроса по образцу.

Строка Имя таблицы заполняется автоматически при перетаскивании поля.

Если щелкнуть на строке Сортировка, появится кнопка раскрывающегося списка, содержащего виды сортировки. Если назначить сортировку по какому-то полю, данные в результирующей таблице будут отсортированы по этому полю.

Бывают случаи, когда поле должно присутствовать в бланке запроса по образцу, но не должно отображаться в результирующей таблице. В этом случае можно запретить его вывод на экран, сбросив соответствующий флажок.

В строке Условие отбора записываются критерии, по которым выбираются записи для включения в результирующую таблицу. По каждому полю можно создать свое условие отбора.

Указание критериев отбора

Строка «Условие отбора» Бланка Запроса позволяет включать в результаты запроса только те записи, которые удовлетворяют определенным условиям. Используются следующие типы условий:

1. Выбор записей таблицы, значения которых не соответствуют определенному условию одного из полей. Для этого используется оператор NOT.

Пример: NOT 102, NOT «Процессор»

2. Выбор записей при условии неточного совпадения условий поиска. Если вы не помните точного написания условий поиска, следует использовать оператор LIKE (похожий). Пример, LIKE “Во*” В кавычках указывается образ.

Символ в образе:

? – любой один текстовый символ;

* - вместо любого количества символов;

# - любая одна цифра;

[список знаков] – любой один знак в списке знаков.

Если в поле Фамилия указан критерий отбора записей LIKE “[А-Д]*” , то результатом будут записи с фамилиями на букву А, Б, В, Г, Д.

Если в поле Товар задано условие LIKE “[БД]*”, то результатом будут записи с товаром на букву Б, а потом на букву Д.

Для вывода информации о студентах, имеющих в фамилии вторую букву А следует для поля Фамилия задать выражение – Like “?a*”

3. Множественные критерии. Используются логические операторы для составления сложного критерия внутри одного и того же поля: AND, OR, NOT, BETWEEN. Пример:

Выбрать записи о студентах с фамилиями от К до Н и оценками по Excel 4 и 5

Фамилия Excel

Условие отбора LIKE “[К-Н]*” 4 OR 5

Для вывода фамилий студентов с ростами в интервале от 160 см до 170 см нужно задать по полю Рост следующее условие:

1. с использованием символов отношений “<”, “<”

>=160 AND <=170

2. Без использования указанных символов

Between 160 and 170

Для вывода фамилий студентов, у которых фамилии начинаются, заканчиваются или содержат букву Р следует задать по полю Фамилия выражение Like “P*” OR Like “*р” OR Like “*р*”.

Все запросы к БД можно поделить на две группы: Запросы, которые не изменяют содержимое базовых таблиц. Их результатом является временная таблица. Запросы, изменяющие содержимое базовых таблиц.

надо в строке Групповая операция раскрыть список и выбрать нужную функцию.

Новое вычисляемое поле создается в Бланке Запросов по образцу. Выражение, результаты которого запишутся в вычисляемое поле, вводится в пустую ячейку бланка, расположенную на пересечении строки Поле и пустого столбца (см. рис.8.35). Содержание выражения создается с помощью средства «Построитель выражений», который предназначен для составления математических, логических, и других выражений. Окно «Построителя выражений» вызывается одним из следующих способов: нажать кнопку «Построить» на панели инструментов; в открытом окне Конструктора щелкнуть правой кнопкой мыши строку «Условие отбора» и выбрать команду «Построитель». Окно «Построителя выражений» включает четыре области с собственными полосами прокрутки.

22. Запрос с параметром - это запрос, свойства которого изменяются пользователем при каждом запуске. Для этого в строке Условие отбора и в том поле, по которому производится выбор, вводится любой текст, обращенный к пользователю, заключенный в квадратные скобки. Например, для получения списка студентов нужной учебной группы следует в строке Условие отбора ввести следующее приглашение - [Введите номер группы]. После запуска запроса открывается диалоговое окно, в котором пользователю предлагается ввести конкретный номер.

Перекрестные запросы. Используются для расчетов и представления данных в структуре, облегчающей их анализ. Перекрестный запрос подсчитывает сумму, среднее, число значений и т.д. после чего результаты группируются в виде таблицы по двум наборам данных, один из которых определяет заголовки столбцов, а другой заголовки строк. Создается перекрестный запрос с помощью Мастера или в режиме Конструктора. От разработчика требуется указать поля, значения которых будут заголовками строк и столбцов, а также поле, значения которого следует использовать в вычислениях. Создается перекрестный запрос с помощью Мастера или в режиме Конструктора. От разработчика требуется указать поля, значения которых будут заголовками строк и столбцов, а также поле, значения которого следует использовать в вычислениях.

23. Запрос на выборку отображает данные из одной или нескольких таблиц в виде таблицы.

Запросы, создающие вычисляемые поля. Поле, содержимое которого является результатом расчета по содержимому других полей, называется вычисляемым. В итоговую таблицу запросов можно включить вычисляемые поля, т.е. получить данные, которые отсутствуют в исходной таблице.

При создании запросов часто возникает необходимость не только использовать имеющиеся поля таблиц, но и создавать на их основе другие поля, называемые вычисляемыми.

Новое вычисляемое поле создается в Бланке Запросов по образцу. Выражение, результаты которого запишутся в вычисляемое поле, вводится в пустую ячейку бланка, расположенную на пересечении строки Поле и пустого столбца (см. рис.8.35). Содержание выражения создается с помощью средства «Построитель выражений», который предназначен для составления математических, логических, и других выражений

Итоговые запросы

Запросы позволяют не только отбирать нужную информацию из таблиц и обрабатывать путем создания (новых) вычисляемых полей, но и производить так называемые итоговые вычисления. Можно выполнять следующие типы расчетов:

Sum – сумма в группе записей;

Avg – среднее значение для группы записей;

Min – минимальное значение в группе записей;

Max – максимальное значение в группе записей;

Count – подсчет числа значений в группе записей.

Итоговые функции для одной записи не имеют смысла и существуют только для групп записей, которые предварительно надо сгруппировать по какому-либо признаку. Итоговые запросы создаются на основе бланка запроса, только теперь там должна появиться дополнительная строка – Групповая операция Для появления дополнительной строки необходимо щелкнуть на кнопке Итоги на панели инструментов Показать или скрыть. В тех полях, по которым производится группировка, надо оставить функцию Группировка. В тех же полях, по которым следует провести итоговое вычисление, надо в строке Групповая операция раскрыть список и выбрать нужную функцию.

24. Рассмотрим запросы, которые изменяют содержимое базовых таблиц БД. Такие запросы называются запросами на изменение

Запрос добавления. Позволяет записи одной таблицы присоединить в конец другой таблицы.

Запрос удаления. Можно удалить из таблицы записи, которые отобраны по некоторому критерию.

Запрос обновления. Можно изменить группу записей, которые отобраны на основе определенных критериев.

Запрос на создание новой таблицы. Можно создать новую таблицу на основе данных других таблиц БД.

• Данный запрос обычно используется для выполнения следующих операций в БД: создания архивной таблицы, содержащей старые записи (например, данные обо всех отчисленных студентах);

• создания резервной копии таблицы;

• создания промежуточной таблицы для последнего экспорта в другую БД (например, фамилии, имена, адреса, телефоны для БД отдела кадров).

25. Отчёты.

Для представления информации из БД в печатном виде предназначены отчеты. По сравнению с остальными способами печати (из таблиц или форм) отчеты позволяют помимо отображения содержимого полей из таблиц или запросов, вычислять различные итоговые значения, а также группировать данные.

Данное приложение помогает создавать множество различных отчетов любой степени сложности (простых одностраничных, так и сложных многостраничных отчетов).

Перед созданием отчета необходимо сначала определить, в каких полях содержатся данные, которые должны войти в отчет. Если все поля, которые нужно включить в отчет, находятся в одной таблице, эта таблица и будет источником записей. Если поля находятся в нескольких таблицах, в качестве источника записей придется использовать один или несколько запросов. Иногда эти запросы уже существуют в БД, но может понадобиться сформировать новые запросы специально для данного отчета.

Отчет может создаваться как в табличной, так и в свободной форме. Access представляет несколько способов создания отчета, которые находятся на вкладке Создание на панели Отчеты

• средство Отчет – самый быстрый способ создания, потому что с его помощью отчет формируется сразу же, без запроса дополнительной информации. В отчете будут представлены все записи базовой таблицы или запроса.

• Мастер отчетов предоставляет больше возможностей относительно выбора полей для включения в отчет. При этом можно указать способ группировки и сортировки данных, а также включить в отчет поля из нескольких таблиц или запросов, если отношения между этими таблицами и запросами заданы заранее.

• средство Пустой отчет позволяет создать отчет с нуля. Очень быстрый способ, особенно если в отчете должно содержаться небольшое количество полей.

• Создание наклеек с помощью Мастера наклеек – создание наклеек большинства стандартных размеров.

Структура отчета состоит из пяти разделов: заголовок отчета, верхний колонтитул, область данных, нижний колонтитул, примечания отчета.

Раздел заголовок служит для печати общего заголовка отчета.

Раздел верхнего колонтитула можно использовать для печати подзаголовков, если отчет имеет сложную структуру и занимает много страниц.

В области данных размещаются элементы управления, связанные с содержимым полей таблиц базы. В эти элементы управления выдаются данные из таблиц для печати на принтере.

Раздел нижнего колонтитула используется для тех же целей, что и раздел верхнего колонтитула.

Раздел примечания используется для размещения дополнительной информации.

Отчет, созданный любым способом, можно редактировать:

• В режиме Макета

• В режиме Конструктора.

26. Компьютерных сетей в мире очень много. Они различаются по типам компьютеров, которые в них работают, по программному обеспечению и, конечно по устройству и принципам действия систем связи. Но несмотря на разительные отличия в архитектуре и техническом исполнении, у всех компьютерных сетей только одно назначение, которое можно сформулировать тремя словами: совместное использование ресурсов:

1. техническое обеспечение (компьютеры, сетевое оборудование и линии связи);

2. программное обеспечение (программы, работающие на ПК);

3. информационное обеспечение (данные, содержащиеся в файлах, записях БД и иных структурах.).

Сервер- Компьютер, предоставляющий разделяемый ресурс.

Клиент- Потребители разделяемого ресурса

Классификация сетей

Компьютер, подключенный к вычислительной сети, называется рабочей станцией

• Сети, состоящие из программно-совместимых ЭВМ, являются однородными или гомогенными. Если ЭВМ, входящие в сеть, программно несовместимы, то такая сеть называется неоднородной или гетерогенной.

• По типу организации передачи данных различают сети: с коммутацией каналов, с коммутацией сообщений, с коммутацией пакетов. Имеются сети, использующие смешанные системы передачи данных.

• По характеру реализуемых функций сети подразделяются на вычислительные, предназначенные для решения задач управления на основе вычислительной обработки исходной информации; информационные, предназначенные для получения справочных данных по запросу пользователей; смешанные, в которых реализуются вычислительные и информационные функции.

• По территориальному признаку:

1. Локальные сети (LAN – Local Area Networks). Такая сеть охватывает небольшую территорию с расстоянием между отдельными ЭВМ до 3 км. Обычно такие сети действую в пределах одного учреждения.

2. Глобальные сети (WAN – Wide Area Networks). Такая сеть охватывает, как правило, большие территории (территорию страны или нескольких стран). ЭВМ располагаются друг от друга на расстоянии до нескольких сотен километров.

3.Региональные сети (городские сети или сети мегаполисов MAN – Metropolitan Area Networks). Подобные сети существуют в пределах города, района. В настоящее время каждая такая сеть является частью некоторой глобальной сети и особой спецификой, по отношению к глобальным, не отличается.

27. Коммутация

Коммутация – процесс соединения абонентов сети через транзитные узлы. Коммутатором может быть как специализированное устройство, так и универсальный компьютер со встроенным программным механизмом коммутации, в этом случае коммутатор называется программным.

Существуют три основных способа подготовки и передачи информации в сетях, основанных на коммутации: каналов, сообщений и пакетов.

Коммутация каналов. Коммутационная сеть в случае коммутации каналов образует между конечными узлами непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных канальных участков. Условием того, что несколько физических каналов при последовательном соединении образуют единый физический канал, является равенство скоростей передачи данных в каждом из составляющих физических каналов. Равенство скоростей означает, что коммутаторы такой сети не должны буферизировать передаваемые данные.

В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.

Коммутация сообщений. Коммутация сообщений по своим принципам близка к коммутации пакетов. Под коммутацией сообщений понимается передача единого блока данных между транзитными компьютерами сети с временной буферизацией этого блока на диске каждого компьютера. Причем время хранения может быть достаточно большим, если компьютер загружен другими работами или сеть временно перегружена. По такой схеме обычно передаются сообщения, не требующие немедленного ответа, чаще всего сообщения электронной почты.

Коммутация пакетов. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. (Сообщением называется логически завершенная порция данных – запрос на передачу файла, ответ на этот запрос, содержащий весь файл. Сообщения могут иметь произвольную длину, от нескольких байт до многих мегабайт. Пакеты обычно тоже могут иметь переменную длину, но в узких пределах, например от 46 до 1500 байт.

Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения.

Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге – узлу назначения.

28. Топология сетей

Под физической топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров в сети относительно друг друга и способ соединения их линиями. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.

Можно дать и другое определение понятия топология. Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрами – электрические и информационные связи между ними. Число вариантов конфигураций резко возрастает при увеличении числа связываемых устройств (см. рис.9.1). Для трех компьютеров существует два способа, для четырех можно предложить шесть способов.

Среди множества возможных конфигураций различают полносвязные и неполносвязные.

Полносвязная топология соответствует сети. В которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными (рис.9.2). Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Каждый компьютер сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров сети, для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная физическая линия связи (в некоторых случаях даже две, если невозможно использование этой линии для двусторонней передачи).

В случае неполносвязной топологии обмен данными между двумя компьютерами может потребность промежуточную передачу данных через другие узлы сети. На практике распространение получили неполносвязные топологии. Все сети строятся на основе трех базовых топологий:

• шина (bus); вдоль одного кабеля(шина)

• звезда (star); к сегментам исходящим из одной точки или концентратора

• кольцо (ring). кабель замкнут

Шина

используется один кабель(магистраль или сегмент) к которому параллельно подключаются все.

При таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные по сети. Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть. Однако вывести прямую зависимость между пропускной способностью сети и количеством компьютеров в ней нельзя. Ибо, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, в том числе:

• характеристики аппаратного обеспечения компьютеров в сети;

• частота, с которой компьютеры передают данные;

• тип работающих сетевых приложений;

• тип сетевого кабеля;

• расстояние между компьютерами в сети.

Достоинства топологии шина:

• Простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время работы сети);

• Сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;

• Недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии;

• Обеспечивает минимальный расход кабеля.

Недостатки:

• Сложность сетевого оборудования;

• Сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из-за того, что все адаптеры включены параллельно;

• Обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;

• Ограничения на максимальную длину линии связи из-за того, что сигналы при передаче ослабляются и никак не восстанавливаются.

Звезда.

Топология звезда образуется в случае, когда каждый подключается отдельным кабелем к общему центральному устройству, называемому концентратором (хабом) (см. рис.9.4). В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети.

В качестве концентратора может выступать как компьютер, так и специализированное устройство, такое как многовходовый повторитель, коммутатор или маршрутизатор.

Достоинства:

• Выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании оставшейся части сети;

• Простота используемого сетевого оборудования;

• Все точки подключения собраны в одном месте, что позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети путем отключения от центра тех или иных периферийных устройств;

• Не происходит затухания сигналов.

Недостатки:

• Выход из строя центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной;

• Возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора;

• Значительный расход кабеля;

• Более высокая стоимость сетевого оборудования из-за приобретения специализированного центрального устройства.

Кольцо

При использовании кольцевой топологии каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута

Достоинства:

• Легко подключить новые узлы, хотя для этого нужно приостановить работу сети;

• Большое количество узлов, которое можно подключить к сети (более 1000);

• Высокая устойчивость к перегрузкам.

Недостатки:

• Выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу сети;

• Обрыв кабеля хотя бы в одном месте нарушает работу сети.

29.Ситевая операционная система.

Сетевая операционная система (NOS, Network Operating System) – это программное обеспечение, применяемое на каждом подключенном к сети ПК. Оно осуществляет управление и координирует доступ к сетевым ресурсам. Сетевая ОС отвечает за маршрутизацию сообщений в сети, разрешение конфликтов при конкуренции за сетевые устройства и работу с операционной системой ПК, Windows NT, UNIX, Macintosh или OS/2.

Сетевая ОС обеспечивает совместную работу с файлами и приложениями. Такие ресурсы, находящиеся на одной рабочей станции, могут совместно использоваться, передаваться или изменяться с другой рабочей станции. Основная часть сетевой ОС находится на сетевом сервере, а другие ее компоненты функционируют на всех рабочих станциях сети.

Сетевая ОС распознает все устройства в сети и управляет приоритетным доступом к совместно используемым периферийным устройствам, если несколько рабочих станций пытаются работать с ними одновременно. Выполняет роль регулировщика трафика, предоставляет сервис каталога, обеспечивает контроль полномочий в системе защиты и реализует функции управления сетью. В число популярных сетевых ОС входят Windows NT Server, Novell NetWare, Banyan VINES.

Программное обеспечение управления сетью играет все более важную роль в мониторинге, управлении и защите сети. Оно обеспечивает упреждающий контроль, что дает возможность избежать простоя сети и возникновения в ней «узких мест», снизить совокупную стоимость владения сетью. С управляющей рабочей станции или через World Wide Web администраторы сети могут отслеживать закономерности в трафике, выявлять тенденции, приводящие к перегрузке сегмента, отслеживать и устранять проблемы, изменять конфигурацию сети для максимального увеличения ее производительности. По мере наращивания и усложнения сети такие средства мониторинга, как RMON и RMON2, помогают администраторам сохранять контроль за сетевой средой. Эти инструменты мониторинга позволяют получить подробную информацию с границы сети, вовремя выявить потенциальную проблему, чтобы сетевой администратор мог предпринять превентивные действия.

Кроме того, программное обеспечение управления защищает передаваемые по сети данные. С управляющей рабочей станции администраторы сети могут устанавливать пароли, определять, к каким ресурсам имеют право обращаться пользователи, регистрировать «попытки вторжения» неуполномоченных пользователей.

30.Физическая среда передачи данных в лвс.

Канал связи – это физическая среда передачи информации – важнейшая компонента сети. Основная характеристика канала связи – пропускная способность, т.е. максимальная скорость передачи информации. Измеряется в бит/с.

Физическая среда может быть представлена следующими основными вариантами:

• Витой парой;

• Коаксиальным кабелем;

• Многожильным кабелем;

• Оптическим волокном;

• Силовым кабелем;

• Радиоизлучением (радиоканалы образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн);

• Инфракрасным излучением.

Витая пара. Кабель типа «витая пара» бывает двух видов: экранированная витая пара и неэкранированная витая пара. Оба типа кабеля состоят из пары медных проводов, скрученных по особой технологии.

Коаксиальный кабель. Прост по конструкции, это кабель с центральной металлической проводящей жилой, вокруг которой находится слой изоляции, оплетенный вторым металлическим проводником, которая в свою очередь покрыта оболочкой

Оптоволоконные кабели (стекловолоконный). Состоит из тонких, гибких стеклянных волокон или волокон другого прозрачного материала диаметром 5 – 60 мкм

Сетевые адаптеры (сетевые интерфейсные платы). Используются для подключения компьютеров к кабелю. Функцией адаптера является передача и прием сетевых сигналов из кабеля.

Повторитель (repeater) – устройство для соединения сегментов одной сети. С целью увеличения общей длины сети и количества подключенных узлов. Обеспечивает промежуточное усиление и формирование сигналов.

Концентратор (хаб, hub) – устройство множественного доступа, выполняющее роль центральной точки соединения в топологии «физическая звезда». Другое определение данного устройства. Концентратор - устройство физического подключения нескольких сегментов или лучей, обычно с возможностью соединения сетей различных архитектур

Маршрутизатор (router) – средство обеспечения связи между узлами различных сетей, использует сетевые адреса. Перемещают данные, выявляя оптимальный маршрут от отправителя к получателю.

Шлюз (gateway) – средство соединения существенно разнородных сетей (нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам). Выполняет преобразование форматов и размеров пакетов, преобразование протоколов.

31. Локальная вычислительная сеть (ЛВС)

Локальная вычислительная сеть – это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы. Вычислительные сети создаются для того, чтобы группа пользователей могла совместно задействовать одни и те же ресурсы: файлы, принтеры, модемы, процессоры и т.п.

Основными свойствами ЛВС является:

1. высокая скорость передачи, большая пропускная способность;

2. низкий уровень ошибок передачи;

3. эффективный, быстродействующий механизм управления обменом;

4. совместное использование программ;

5. коллективная обработка данных и обмен данными между пользователями;

6. ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключенных к сети;

7. дают возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что позволяет многократно ускорить решение сложных математических задач;

8. с их помощью можно управлять работой сложной технологической системой.

32. Одноранговые ЛВС

В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. Как правило, любой компьютер может быть и сервером, и клиентом одновременно. Иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети. Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа – это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 30 компьютеров. Эти сети относительно просты. Поскольку каждый компьютер является одновременно и клиентом, и сервером, нет необходимости в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей. Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных (и более дорогих) компьютеров. В одноранговой сети требования к производительности и к уровню защиты для сетевого программного обеспечения. Как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером. Для установки одноранговой сети дополнительного программного обеспечения не требуется, т.к. во все версии операционной системы Microsoft Windows встроена поддержка одноранговых сетей.

Достоинствами одноранговых сетей являются:

• Простота установки и эксплуатации (для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система);

• Пользователи располагаются компактно;

• Любая операционная система позволяет построить одноранговую сеть.

Недостатками одноранговых сетей является:

• Затруднено решение вопросов защиты информации;

• Небольшое число компьютеров (<30), где вопрос защиты не является принципиальным;

увеличение времени решения прикладных задач, что связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей

33. Ethernet

Появилась данная технология во второй половине 70-х годов 20 века. Ее разработали совместно фирмы DEC, Intel и Xerox. В настоящее время эта технология наиболее доступна и популярна.

• Топология – шина, звезда.

• Среда передачи данных – коаксиал, витая пара, оптическое волокно.

• Скорость передачи данных – до 10 Мбит/с.

• Длина кабельного сегмента сети – не более 100 м до концентратора.

Принцип работы сети Ethernet:

1. Никому не разрешается посылать сообщение в то время, когда этим занят уже кто-то другой.

2. Если два или несколько отправителей начинают посылать сообщения примерно в один и тот же момент. Рано или поздно их сообщения «столкнуться» друг с другом в проводе, что называется коллизией. Коллизии нетрудно распознать, поскольку они всегда вызывают сигнал помехи, который не похож на допустимое сообщение. Ethernet может распознать помехи и заставляет отправителя приостановить передачу, подождать некоторое время, прежде, чем повторно отправить сообщение. Передаваемые данные помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения.

Из описания метода передачи данных видно, что он носит вероятностный характер, и вероятность успешного получения в свое распоряжение общей среды зависит от загруженности сети, т.е. интенсивности возникновения в станциях потребности передачи кадров.

Достоинства Ethernet:

• Дешевизна.

• Большой опыт использования.

• Продолжающиеся нововведения (Fast Ethernet, передает данные со скоростью 100 Мбит/с, Gigabit Ethernet, передает данные со скоростью 1000 Мбит/с).

• Богатство выбора. Многие изготовители предлагают аппаратуру построения сетей, базирующуюся на Ethernet.

Недостатки Ethernet:

• Возможность столкновения сообщений (коллизии, помехи).

• В случае большой загрузки сети время передачи сообщений непредсказуемо.

Token Ring (компания IBM)

Более молодой, по сравнению с Ethernet, является технология Token Ring. Она разработана фирмой IBM. Технология ориентирована на кольцо, по которому постоянно движется маркер. Маркер представляет собой особого рода пакет, предназначенный для синхронизации передачи данных.

• Топология – кольцо.

• Среда передачи данных – коаксиал, витая пара, оптическое волокно.

• Скорость передачи данных – до 100 Мбит/с.

• Длина кабельного сегмента сети – не более 185 м до коммутатора.

Принципы работы сети Token Ring:

Каждый абонент сети в Token Ring работает согласно принципу «Ждать маркера, если необходимо послать сообщение, присоединить его к маркеру, когда он будет проходить мимо. Если проходит маркер снять с него сообщение и послать маркер дальше».

Данная технология, как видно из принципа работы, обеспечивает детерминированный доступ к разделяемой среде. Каждое устройство использует два порта: один для посылки сообщений, другой – для их получения.

По кольцу постоянно циркулирует один и только один блок информации. Иногда этот блок сжимается до минимального пакета, называемого маркером (token), иногда он разрастается до одного или нескольких сообщений. У каждого устройства в кольце есть свой адрес. Каждое сообщение начинается с заголовка (Header), кто его послал и кому оно адресовано.

Получив блок информации от своего соседа, ПК просматривает заголовки сообщений, и изымает из блока содержимое предназначенных ему сообщений, но не их заголовки. Заголовки помечаются специальным образом, показывающим, что сообщения, для которых они были конвертами (envelopes) приняты. Если у ПК есть какие-то сообщения для посылки, то перед тем как послать блок другому соседу по кольцу, они добавляются в конец блока. И, наконец, если, просматривая блок, ПК встречает заголовки посланных им сообщений, подтверждающих их доставку, такие заголовки изымаются. Такая стратегия гарантирует доставку сообщений их получателям и дает возможность каждому ПК послать свои сообщения – нужно лишь дождаться прихода маркера, а маркер, сколь скоро он циркулирует по кругу, обязательно придет.

Достоинства Token Ring:

• Гарантированная доставка сообщений.

• Высокая скорость

Недостатки Token Ring:

• Необходимы дорогостоящие устройства доступа к сети.

• Высокая сложность технологии реализации сети.

• Высокая стоимость (160-200% от Ethernet).

Необходимы два кабеля (для повышения надежности): один входящий, другой исходящий от компьютера к концентратору (вторая модификация кольца, коммутатор).

34. ЛВС с выделенным сервером (иерархические)

Если сеть включает более 30 компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика количество серверов увеличивают (Трафик – это поток сообщений канала). Сервер должен быть высоконадежным, поскольку выход его из строя приведет к остановке всей сети. На сервере, как правило, устанавливается сетевая операционная система (Windows NT Server). На рабочих станциях устанавливается обычная операционная система.

Круг задач, которые должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали специализированными:

• файл-серверы и принт-серверы управляют доступом пользователей соответственно к файлам и принтерам. Например, для работы с текстовым редактором нужно запустить его на рабочей станции, а затем загрузить документ, хранящийся на файлом сервере. Таким образом, файловый сервер предназначен для хранения файлов и данных. Принт-сервер – к компьютеру небольшой мощности подключается достаточно производительный принтер, на котором может быть распечатана информация сразу с нескольких рабочих станций (на сервере устанавливается программное обеспечение для организации очередности заданий на печать).

• Сервер приложений. На нем выполняются прикладные части клиент-серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Например, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большие объемы информации в структурированном виде. Эти серверы отличаются от файл- и принт-серверов. В последних файл или данные целиком копируются на запрашивающий компьютер. А в сервере приложений на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса.

• Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети. На сервере хранится информация, отправляемая и получаемая как по локальной сети, так и извне по модему. Пользователь может просматривать поступившую на его имя информацию или отправлять через почтовый сервер свою.

• Факс-серверы управляют потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов.

• Коммуникационные серверы управляют потоком данных и почтовых сообщений между этой сетью и другими сетями, мэйнфреймами или удаленными пользователями через модем и телефонную линию.

Достоинствами сетей с выделенным сервером являются:

• Высокий уровень защиты данных;

• Рациональное распределение ресурсов;

• В такую сеть можно объединить до 1000 компьютеров

Недостатками сетей на основе сервера является:

• Высокая стоимость из-за приобретения специализированного сервера.

35. Модель сетевой архитектуры ISO/OSI

Работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить несколько отдельных задач:

• Распознать данные (выбрать данные для передачи из файловой системы);

• Разбить данные на управляемые блоки (сообщение – на пакеты);

• Добавить информацию к каждому блоку (адрес источника, адрес приемника, информацию для синхронизации и информацию для проверки ошибок);

• Поместить данные в сеть и отправить их по указанному адресу.

Сетевая операционная система при выполнении всех задач следует строгому набору процедур. Эти процедуры называются протоколами или правилами поведения. Протоколы регламентируют каждую сетевую операцию. Стандартные протоколы позволяют программному и аппаратному обеспечению различных производителей нормально взаимодействовать.

Модель OSI (Open System Interconnection reference model – эталонная модель взаимодействия открытых систем) представляет собой набор стандартных протоколов. Она создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO в 1984 г